KR200427664Y1 - 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가로등의 점등상태를 관리하고, 제어가 가능하며 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기에 관한것으로, 분전함을 제어하는 분전함 제어기와 가로등주에 부착된 램프와 안정기의 동작을 제어하는 가로등주 제어장치에 관한 내용을 포함한다.

본 고안의 분전함 제어기는, 제어기내의 컨트롤러를 이용하여 상용전압과 안전전압을 가로등주 제어장치에 공급하며, 개별 가로등의 동작상태나 선로 상태를 중앙제어장치에 보고하거나, 가로등주 제어명령을 중앙제어장치(서버 컴퓨터)에서 전달 받는다.

가로등주 제어장치는, 장치내의 통신 모듈을 이용하여 분전함 제어장치의 통신모듈과 데이터 송수신을 수행하여, 개별 가로등의 동작상태나 선로 상태를 보고하거나, 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 분전함 제어장치를 통하여 전달 받는다.

기존의 분전함 제어기는 야간 시간, 즉 가로등주의 가로등이 점등되는 시간에만 분전함에서 전력선로에 상용전압을 인가하여 가로등을 점등시키고, 주간 또는 에너지 절약 차원에서 가로등을 소등시에는 이러한 전력선로의 전원을 완전히 차단 시키는 방식이거나, 또는, 제어기에서 가로등주 단말기에 상용전원에서 안전전압 모드로 변환 하라는 명령 전달후 제어기에서 단말기로 안전전압을 인가하거나, 반대로 안전전압에서 상용전원 모드로 변환 하라는 명령 전달후 제어기에서 단말기로 상용전원을 인가하는 방식이므로, 통신불능이나 통신이상상태 등의 경우에는 오히려 장치에 더큰 피해가 발생할 수 있는 단점이 있었다.

고안한 분전함 제어기는 야간 시간, 즉 가로등주의 가로등이 점등되는 시간에는 분전함의 마그네틱스위치를 온(ON)상태로 하여 상용전압을 그대로 선로에 전달 인가하여 가로등을 점등시키고, 주간 소등시에는, 분전함의 마그네틱스위치를 오프(OFF)상태로 하여 상용전압을 분전함 입구부분에서 차단하고, 사람에게 감전의 위험이 없는 30V 이하의 안전전압을 공급하여, 실시간으로 선로상의 누설전류, 단선, 합선등의 전력선로의 상태를 감시할 수 있도록 한 장치이다.

본 고안의 가로등제어기는, 상용전압과 안전전압에서 분전함 제어기와 가로등주 제어장치가 모두 24시간 동작 가능할 수 있는 전원장치를 포함하고 있으므로, 가로등 시스템 전체의 안전성과 강인성을 갖출 수 있으며, 장마철의 누전상태 또는 도로공사로 인한 선로의 파손상태등을 실시간으로 감시할 수 있어서 감전피해등을 사전에 예방할 수 있다.

가로등 제어기, 컨트롤러, 마그네틱스위치, 가로등주 제어장치, 상용전압, 안전전압, 전원장치, 통신모듈, 누설전류

Description

안전전압에서 동작하는 가로등 제어기{Control Device of Street Lighting Running in Safe Voltage}

[도 1]은 전체 가로등 장치의 구성도이다.

(510)은 인터넷망을 이용하여 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)로 제어명령을 전달하고, 각 가로등주의 개별 동작상태를 관리하는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)이다.

(520)은 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)와 중앙제어장치(서버 컴퓨터) 사이의 데이터 전송통로인 인터넷망이다.

(530)은 각 가로등의 동작상태를 중앙제어장치(서버 컴퓨터)로 전달하고 또는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 각 가로등주 제어장치로 전달하는 역할을 담당하는 분전함 컨트롤부를 포함하는 분전함 제어기이다.

(540)은 여러지역에 설치되어 있는 가로등주 제어장치 이다.

(550)은 분전함 제어기(또는, 분전함 제어 장치)나, 가로등주 제어장치의 통신모듈부와 통신을 통하여 저장되어 있는 데이터를 읽어오거나, 새로운 데이터를 제어기의 메모리에 저장할 수 있도록 하는 휴대용 제어기 이다.

기존의 가로등 제어 장치 및 시스템에 관한 고안은, 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)에서, 선로에 상용전압을 인가하고 해당 마그네틱 스위치를 온(ON) 시켜서 점등 시키거나, 해당 마그네틱 스위치를 오프(OFF) 시켜서 소등 시키는 방식을 사용하여 왔으며, 가로등 제어기에 상용전압과 안전전압을 동시에 사용할 수 없는 장치가 대부분이었다.

또한, 안전전압을 이용할 수 있도록 한 일부 고안에서는, 상용전원용 전원장치와 안전전압용 전원장치를 각각 별도로 사용하여, 필요시에 이러한 2개의 전원회로를 스위칭 절환하여 사용하는 방식을 사용함으로써, 전체 제어장치의 가격의 상승과 전원부의 크기가 2배로 되는 단점이 있었다.

안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템(등록번호 : 10-0491889)의 발명에서는, 제어기에 설정된 값이나 외부에서 인가되는 신호에 따라서 점소등 신호를 생성하는 방식을 이용하여, 제어기에서 상용전압(AC 110 ~ 220V 의 전압)과 안전전압을 직접 단말기로 공급하는 방식이며,

이를 위하여 제어기에서 단말기로 상용전압에서 안전전압 모드로 변환하라는 명령을 제어기 송수신부를 이용하여 단말기에 전달후 안전전압을 인가하거나.

반대로, 안전전압에서 상용전압으로 모드변환 명령 전달후 제어기에서 단말기로 상용전압이 인가되는 방식이다.

그러나, 이러한 방식은 실제 가로등 제어장치가 동작되는 환경의 열악함과, 제어기에서 단말기로 모드 변환명령 전달시에 선로의 상태불량이나 잡음등의 여러가지 통신상태 불량의 원인으로 모드변환 명령이 전달되지 않은 경우, 또는 반대로 여러가지 노이즈의 원인으로 통신상에서 모드변환 명령이 잘못 전달되어(오동작), 제어기의 동작상태가 안전전압 인가모드에서 상용전압 모드로 변환된다면, 단말기 측에서 오히려 더 큰 사고가 발생할 위험이 있다는 단점이 있다.

즉, 기존의 방식은 통신상태가 일백 퍼센트(100%) 확실해야만 그에 따른 안전전압과 상용전압이 정확하게 인가되므로, 통신불안정시에는 안전전압과 상용전압 인가자체가 불안정하게 되는 단점이 있게 된다.

그러나, 본 고안은 안전전압 모드에서는 분전함 제어기측의 마그네틱 스위치를 오프(OFF)시킨 상태에서 안전전압을 인가하고 모든 장치가 동작하며, 상용전압인가시에는 안전전압 스위치가 오프(OFF)로 전환되는 반대 접점방식을 사용하므로 2개의 전원이 동시에 선로나 다른 장치에 공급되는 경우는 발생하지 않는다.

또한, 가로등주 제어장치에서는 각각의 가로등주 제어장치에 전자회로를 구성하여 하나의 전원장치로 상용전압과 안전전압에서 동작하도록 구현하였다는 점에서, 기존의 고안과 차이가 있으며, 전체적인 장치의 구성에 있어서도 차이가 있다.

1. 본 고안은, 중앙제어장치, 휴대용제어기, 분전함 컨트롤부를 포함하는 분 전함 제어기, 가로등주 제어장치의 4가지 장치로 구성한다.

2. 고안한 분전함 제어기는 안전전압과 상용전압을 가로등주 제어장치에 인가할 수 있다.

3. 고안한 가로등주 제어장치는 안전전압과 상용전압에서 별도의 장치없이 모두 동작 가능하다.

4. 고안한 분전함 제어기는 컨트롤러와 안전전압 인가장치, 수동/자동 절환스위치, 타이머, 마그네틱 스위치 동작버튼을 포함하여 분전함을 24시간 제어할 수 있다.

5. 고안한 장치는 가로등을 점등하지 않는 낮시간 동안에는, 선로 점검을 위하여 30V 이하의 안전전압을 장치에 공급 받을 수 있으며, 이렇게 함으로써 분전함 제어기와, 본 고안의 가로등주 제어장치 사이에서 가로등이 점등되지 않는 낮 시간 동안에도 상호간 통신이 가능하며, 선로의 단선과 누전상태를 지속적으로 감시할 수 있다.

6. 고안한 장치는 중앙제어장치나, 분전함 제어장치의 명령이 없을 경우에는 제어장치 내부의 제어명령 처리용 마이컴부에서 스스로 현재 시스템의 상태를 정확하게 판단하고, 자체적으로 현재의 날짜에서의 일출 일몰에 대한 연산을 수행하여, 가로등의 점소등시간을 자동으로 제어할 수 있는 장치이다.

7. 휴대용 제어기를 이용하여, 분전함과 가로등주의 동작상태 및 고장시에는 고장내용과 지금까지의 고장내력등을 파악하고 관리할 수 있다.

8. 본 고안에서, CDMA통신, 전력선 통신, 무선(VHF)통신, 지그비(ZigBee) 통 신, 와이브로 통신등 여러분야의 통신 모듈을 이용한 가로등 제어 장치 또는 시스템과 안전전압 인가기술이 결합되어 쌍방향 데이터 전송이 가능한, 혁신적인 가로등 장치를 구현 한다.

9. 본 고안의 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)에는 디스플레이부, 외부통신모듈부, 내부통신 모듈부, 외부통신 감시용 마이컴부, 컨트롤장치 제어명령 마이컴부, 자기복구용 마이컴부, 센서감지부, 태그모듈부, 충전회로부, 밧데리부, 전원장치부, 필터부, 내부 리더기부--로 구성된다.

10. 본 고안의 가로등주 제어장치에는 태그모듈부, 내부 리더기모듈부, 고유번호(ID) 설정부, 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 등주제어기가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 상용전압 안전전압 공용 전원부, 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부, 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부, 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압 안전전압 공용 전원부(450)와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부, 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 입력되고, CT와 ZCT를 연결하는 입력부, 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하거나 등주제어장치의 제어명령에 의해 동작하는가를 선택하는 모드변환부, 모드변환부의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부, 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부에 전달하는 램프감지부로 구성되며, 장치의 특성 및 동작 상 태가 내부 리더기부를 통하여 태그모듈부의 메모리에 저장된다. 태그모듈부의 메모리에 저장된 장치의 특성 및 동작 상태에 대한 정보는 관리자가 휴대하는 휴대용제어기를 이용하여 가로등주의 외부에서 가로등주(제어장치 포함)의 특성 및 동작 상태를 파악할 수 있다.

[도 1]은 전체 가로등 장치의 구성도이다.

(510)은 인터넷망을 이용하여 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)로 제어명령을 전달하고, 각 가로등주의 개별 동작상태를 관리하는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)이다.

(520)은 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)와 중앙제어장치(서버 컴퓨터) 사이의 데이터 전송통로인 인터넷망이다.

(530)은 각 가로등의 동작상태를 중앙제어장치(서버 컴퓨터)로 전달하고 또는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 각 가로등주 제어장치로 전달하는 역할을 담당하는 분전함 컨트롤부를 포함하는 분전함 제어기이다.

(540)은 여러지역에 설치되어 있는 가로등주 제어장치 이다.

(550)은 분전함 제어기(또는, 분전함 제어 장치)나, 가로등주 제어장치의 통신모듈부와 통신을 통하여 저장되어 있는 데이터를 읽어오거나, 새로운 데이터를 제어기의 메모리에 저장할 수 있도록 하는 휴대용 제어기 이다.

[도 2]는 분전함 제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)와 연결된 장치들의 블럭도이다.

(80)은 분전함제어기(또는, 분전함 컨트롤 장치)에서 각종장치의 동작의 제어명령과 연산을 수행하는 컨트롤부이다.

(90)은 주간에 가로등이 소등되어 있을때 선로를 감시하기 위하여 선로상에 30V 이하의 전압을 인가하는 안전전압 인가장치이며,

분전함 제어기에서 마그네틱스위치로 오프(OFF) 제어명령을 전달하게 되면 정해진 지연시간후에 자동적으로 안전전압 인가장치의 온(ON) 스위치가 동작한다. 즉, 마그네틱 스위치와 안전전압 인가장치의 접점은 반대로 구현되어 있어서 동시에 안전전압과 상용전압이 인가되는 경우는 발생하지 않는다.

(110)은 분전함 컨트롤부가 고장시에, 수동/자동 선택 스위치(120)를 수동으로 절환할때 동작하며, 설정된 시간에 가로등을 점등 시키기 위한 수동 타이머 장치를 나타내고 있다.

(120)은 분전함 컨트롤러가 정상동작시에는 자동모드로, 고장시에는 수동모드로 절환하는 수동/자동 선택 스위치를 나타내고 있다.

(130)은 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼을 나타내고 있다.

(100)은 분전함 컨트롤부에서 마그네틱 스위치를 제어하기 위한, 마그네틱 스위치 1과 2의 제어신호선을 나타내고 있다. 이 제어신호선의 스위치와 안전전압인가장치의 온(ON) 스위치는 반대접점으로 구성되어 있어서 동시에 동작되는 경우는 발생하지 않는다.

(200)은 컨트롤부에서 안전전압을 인가하는 전원선이며, 전력선 통신시에는 통신선로로도 사용하고 있다.

(300)은 전류감지센서(CT)에서 컨트롤부로 전류값을 전송하는 데이터 신호선이며, 각각의 누전차단기부 하단에 접속하여 구성한다.

(400)은 누설전류감지센서(ZCT)에서 컨트롤부로 누설전류값을 전송하는 데이터 신호선이며, 각각의 누전차단기부 하단에 접속하여 구성한다.

[도 3]은 분전함 내부의 전체 구성도이다.

(10)은 인가되는 공급전원을 온/오프(ON/OFF)하는 메인 전원차단기 이다.

(20), (30)은 컨트롤부에서의 제어신호에 따라서 온/오프 동작을 수행하는 마그네틱 스위치이다.

(40), (50), (60), (70)은 누전시에 자동으로 전원을 차단하는 누전차단기이다.

(500)은 분전함내의 스위치를 제어하고 중앙제어장치와의 통신을 통하여 데이터를 송수신하고, 가로등주 제어장치와 통신을 수행하는 분전함 제어기 이다.

(140)은 누전차단기 하단에 위치하여 각각 분기별로 가로등을 연결할 수 있는 부하측이다.

[도 4]는 분전함 제어기 컨트롤부의 블럭도이다.

(150)은 컨트롤부의 현재 동작상태를 보여주는 디스플레이부이다.

(160)은 중앙제어장치(서버컴퓨터)와 인터넷망을 이용하여 데이터를 송수신하는 외부통신모듈(또는 외부모뎀부)이다.

(170)은 가로등주 제어장치와 통신선로를 통하여 데이터를 송수신하기 위한 내부통신 모듈부이다. 내부통신 모듈부는 CDMA통신, 전력선 통신, 무선(VHF)통신, 지그비(ZigBee) 통신, 와이브로 통신등 여러분야의 통신 모듈을 포함한다.

(180)은 외부통신 모듈(또는 외부 모뎀부)의 통신상태를 실시간으로 감시하는 외부통신모듈 감시용 마이컴부 이다. 외부통신 모듈부는 CDMA통신, 전력선 통신, 무선(VHF)통신, 지그비(ZigBee) 통신, 와이브로 통신등 여러분야의 통신 모듈을 포함한다.

(190)은 내부통신 모듈부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 내부통신모듈 감시용 마이컴부 이다.

(210)은 컨트롤장치의 여러가지 제어명령을 담당하는 컨트롤장치 제어명령 마이컴부 이다.

(220)은 외부통신 모듈(또는 외부 모뎀부) 감시용 마이컴부(180)와 내부통신 모듈부 감시용 마이컴부(190), 그리고 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)의 이상동작이나 장치 동작정지시에 이를 감지하여 자동으로 리셋하여 장치를 복구하는 자기복구용 마이컴부 이다.

(230)은 CT를 이용하여 전류감지를 수행하고, ZCT를 이용하여 누설전류를 감지하기 위한 센서감지부 이다.

(240)은 정전을 감지하고 평상시에 밧데리를 충전하고, 정전시에 밧데리의 전원을 이용할 수 있도록 하는 충전회로부 이다.

(250)은 밧데리부 이다.

(260)은 전원공급을 담당하는 전원장치부 이다.

(270)은 전원의 노이즈를 차단하는 필터부 이다.

(280)은 분전함 제어기의 출력 동작을 제어하는 출력 제어부이고, 안전전압 인가 장치(90), 수동 타이머 장치(110), 수동/자동 선택 스위치(120), 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼(130), 마그네틱 스위치 1과 2의 제어신호선(100), 전력선 통신선로와 안전전압을 인가하는 전원선(200)과 연결된다.

(285)는 태그모듈부의 메모리에 분전함과 관련된 데이터를 읽고 저장하기 위한 내부 리더기부이며, 외부의 휴대용제어기와도 유무선통신방법을 이용하여 직접 통신을 수행하여 데이터를 전송할 수 있다.

(290)은 분전함이나 분전함 컨트롤부의 특성 및 동작 상태를 메모리에 저장하는 태그모듈부이며, 내부리더기부를 이용하거나 외부의 휴대용제어기를 이용하여 분전함 관련된 데이터를 읽어들이거나 저장하는 부분이다.

[도 5]는 가로등주 제어장치의 블럭도이다.

(410)은 분전함 제어장치의 통신을 담당하는 통신 모듈부이다. 통신모듈부는 CDMA통신, 전력선 통신, 무선(VHF)통신, 지그비(ZigBee) 통신, 와이브로 통신등 여러분야의 통신 모듈을 포함한다.

(415)는 통신용 마이컴부 이다.

(420)은 등주제어명령 처리용 마이컴부 이다.

(430)은 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)가 이상 동작하거나 동작이 정지될때, 자동으로 이를 감지하여 마이컴부에 리셋 명령을 하달하여 장치를 초기화하는 자기복구용 마이컴부 이다.

(440)은 여러개의 가로등주에 고유번호(ID)를 부여할 수 있는 고유번호(ID) 설정부이다.

(450)은 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 가로등주 제어장치가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 상용전압과 안전전압 공용 전원부 이다.

(460)은 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부 이다.

(470)은 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부 이다.

(480)은 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압과 안전전압 공용 전원부(450)와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부이다.

(490)은 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 입력되고, CT와 ZCT를 연결하는 입력부 이다.

(491)은 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하거나 등주제어장치의 제어명령에 의해 동작하는가를 선택하는 모드변환부 이다.

(492)는 모드변환부(491)의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부 이다.

(493)은 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부(420)에 전달하는 램프감지부 이다.

본 고안의 가로등주 제어장치의 동작은 다음과 같다.

본 고안의 가로등주 제어장치에서는 CT부(460)를 이용하여 개별 가로등주의 사용전류값을 감지하며, ZCT부(470)를 이용하여 개별 가로등주의 누설전류값을 감지하며, 등주 제어명령 처리용 마이컴부(420)과, 통신감지 마이컴(415)을 이용하여 가로등주의 동작상태와 통신 모듈의 동작상태를 24시간 항상 감시하며, 이들 모뎀의 동작상태는 가로등주 제어장치의 자기복구용 마이컴부(430)를 이용하여 다시 감시하는 2중의 감시체계를 갖추고 있다.

이렇게 각각의 감지부를 이용하여 누설전류, 단선, 안정기 고장, 램프 고장과 같은 상황 발생시에 가로등주 제어장치는, 통신 모듈부(410)를 통하고 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)를 통하여, 분전함 제어장치 컨트롤부의 통신 모듈부와 제어명령 마이컴부를 통하여, 가로등주 제어장치의 데이터를 전송한다.

[도 6]은 가로등주 제어장치의 또 다른 블럭도이다.

(70)은 등주 제어장치의 외부 전원과 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부이며, 보통의 경우에는 코일를 직렬로 연결하거나 코일과 콘덴서의 직병렬로 구성한다.

(71), (72)는 과전류 보호용 휴즈이다.

(73)은 교류전원을 직류전원으로 변환하고, 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 가로등주 제어장치가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 전원장치부이다.

(74)는 통신 모듈을 접속하는 접속 커넥터부이다.

(75)는 가로등주 제어장치의 내부 정보를 외부의 분전함제어장치로 전송하거나, 외부의 제어 명령을 가로등주 제어장치로 전달하는 통신모듈부이다. 이들 통신모듈부는 CDMA통신, 전력선 통신, 무선(VHF)통신, 지그비(ZigBee) 통신, 와이브로 통신등 여러분야의 통신 모듈을 포함한다.

(76)은 장치의 제어용 또는 연산용 마이컴의 직렬 통신 단자부이다.

(77)은 장치의 제어와 연산을 담당하는 마이컴부이다.

(78), (79)는 외부의 아날로그 신호를 마이컴부(77)에서 인식 가능하도록 디지탈 신호로 변환하는 아날로그 신호 변환부이다.

(80)은 전류나 누설전류, 전압값을 증폭하는 증폭기부이다.

(81)은 외부에서 연결된 램프나 안정기의 전압과 전류값을 마이컴부(77)로 읽어 들이기 위하여 신호를 전달하는 신호용 트랜스부이다.

(82)는 외부에서 연결된 램프나 안정기의 전압과 전류값을 신호용 트랜스부와 연결하는 연결단자부이다.

(83)은 각각의 가로등주 제어장치의 고유번호를 결정하는 아이디(ID) 설정부이다.

(84)는 1등용과 2등용의 램프를 선택하고, 각사마다 램프의 특성에 약간의 차이가 있어서 이를 선택하고 조정하는 램프 설정부이다.

(85)는 장치의 동작 상태와 안정기나 램프의 동작상태를 표시하는 엘이디(LED) 표시부이다.

(86)은 가로등주 제어장치의 성능을 업그레이드 시키거나 내부의 데이터를 외부에서 점검할때 사용하는 시리얼 통신 단자이다.

(87)은 램프의 점등명령에 따라서 동작하는 릴레이부 이다.

(88)은 전류값을 감지하는 전류센서부 이다.

(89)는 누설전류값을 감지하는 누설전류감지 센서부 이다.

[도 7]은 가로등주 제어장치의 전원회로부이다.

(1)은 전원선의 노이즈를 차단하고, 통시 또는 선로에 통신 데이터가 이동시에 잡음 강도를 줄이고 통신 감도를 상승 시키기 위한, 간섭 노이즈 차단용 필터부이다.

(2)는 교류 입력측과 직류 출력측을 절연하기 위한 절연변압기부이다.

(3)은 교류를 직류로 변환하는 정류회로부이며, 보통의 경우에 브리지 다이오드를 이용한 전파정류회로나 반파정류회로등을 사용한다.

(4)는 정류된 직류성분에 리플성분을 감소 시키기 위한 평활용 콘덴서부1 이 다. 사용예로써, 30V의 안전전압과 220V의 상용전압에서 동작할 수 있는 전원장치를 설계하는 경우에는 22[마이크로패럿] 용량의 평활용 콘덴서를 사용한다.

(5)는 정류된 직류 성분을 원하는 크기의 직류 성분으로 변환하기 위하여 온오프 스위칭을 통하여 직류전압의 크기를 조절하기 위한 스위칭 소자부이다.

(6)은 스위칭 소자의 온.오프를 제어하기 위하여, 온(ON)시간과 오프(OFF)시간에 대한 제어신호를 만들어주는 펄스폭 제어부 이다.

(7)은 스위칭소자의 후단에서 발생된 직류전압의 리플성분을 감소 시키기 위한 평활용 콘덴서부2 이다. 사용예로써, 30V의 안전전압과 220V의 상용전압에서 동작할 수 있는 전원장치를 설계하는 경우에는 100[마이크로패럿] 용량의 평활용 콘덴서를 사용한다.

(8)은 일반적인 컨버터에서 사용되는 프리휠링 다이오드이다.

(9)는 일반적인 컨버터에서 사용되는 코일부이다.

(10)은 최종단의 직류전압의 리플을 감소시키기 위한 평활용 콘덴서부3 이다. 사용예로써, 30V의 안전전압과 220V의 상용전압에서 동작할 수 있는 전원장치를 설계하는 경우에는 80[마이크로패럿] 용량의 평활용 콘덴서를 사용한다.

기존의 장치나 고안에서는 주간에 선로고장이 발생하여도 야간에 램프를 점등시키기 전까지는 선로의 고장에 대한 정보를 알수가 없었던 단점이 있었다. 그러나, 고안의 장치에서는, 위와 같이 가로등이 소등되는 주간 시간에도 안전전압을 선로에 인가함으로써, 선로를 상시 감시할 수 있으며, 선로에 누설전류나 단선고장 이 발생시, 즉시 이러한 사실을 감지하고 조치를 취할 수 있다.

본 고안은 안전전압 모드에서는 분전함 제어기측의 마그네틱 스위치를 오프(OFF)시킨 상태에서 안전전압을 인가하고 모든 장치가 동작하며, 상용전압인가시에는 안전전압 스위치가 오프(OFF)로 전환되므로 2개의 전원이 동시에 선로나 다른 장치에 공급되어 장치가 고장나는 경우는 발생하지 않는다.

또한, 가로등주 제어장치에서는 각각의 가로등주 제어장치에 전자회로를 구성하여 하나의 전원장치로 상용전압과 안전전압에서 동작하도록 구현하여 장치의 가격적인면에서 큰 장점이 있으며, 장치의 크기에 있어서도 기존 장치의 절반 정도의 크기로 구현이 가능하다.

본 고안의 가로등주 제어장치는 내부의 통신 모듈을 이용하여 분전함 제어장치의 통신모듈과 데이터 송수신을 담당한다. 또한, 가로등이 점등되는 시간에는 상용전원을 공급받아 가로등을 점등 시키고, 가로등이 점등되지 않는 시간에는 30V 이하의 안전전압을 공급받아 계속적으로 제어장치가 동작할 수 있어서 선로의 현재상태 24시간 점검할 수 있다.

또한, 가로등주 제어장치는 통신 모듈을 이용하여 분전함 제어장치의 통신모듈과 데이터 송수신을 수행하여, 개별 가로등의 동작상태나 선로 상태를 보고하거나, 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 분전함 제어장치를 통하여 전달 받을 수도 있다.

주간에 전체 가로등의 소등시 또는 에너지 절약 차원에서 가로등을 격등으로 소등시에는, 사람에게 감전의 위험이 없는 30V 이하의 안전전압을 공급받아서, 실시간으로 선로상의 누설전류, 단선, 합선등의 전력선로의 상태를 감시할 수 있도록 한 장치이다.

이렇게 함으로써, 본 고안은 항상 장치에 전압이 인가되는 상태이므로 가로등주 제어장치가 24시간 동작 가능하여, 장마철의 누전상태 또는 도로공사로 인한 선로의 파손상태등을 실시간으로 감시할 수 있으므로 감전피해를 사전에 예방할 수 있다. 이렇게 함으로써, 가로등이 동작되지 않는 시간에도 안전전압이 제어장치에 공급되어 24시간 항상 선로 합선, 누전, 단선등의 여러가지 고장상황을 감시하고 파악하여, 분전함 제어장치로 통보할 수 있다.

또한, 가로등주 제어장치에서는 현재 시스템의 상태를 정확하게 판단하여, 중앙제어장치나 분전함 제어장치의 명령이 없을 경우에도 가로등주 제어장치 자체적으로 가로등의 점등과 소등 상태를 제어할 수 있는 장치이다.

Claims (4)

1. 인터넷망에 직접 접속하여 분전함 제어기의 외부통신모듈부를 통하여 분전함 제어기와 상호 통신을 수행하고 데이터를 송수신 하는 서버컴퓨터로 구성된 중앙 제어장치,

   데이터를 표시하는 디스플레이부, 제어장치를 포함하는 본체, 무선 데이터를 송수신하는 안테나부로 구성된 휴대용제어기,

   분전함내 각종장치의 동작의 제어명령과 연산을 수행하는 분전함 컨트롤부, 주간에 가로등이 소등되어 있을때 선로의 합선, 단선, 누설전류값 등에 관한 데이터를 측정하여, 선로상태를 감시하기 위하여 선로상에 30V 이하의 전압을 인가하는 안전전압 인가 장치, 분전함 컨트롤부가 고장시에 수동으로 정해진 시간에 가로등을 점등 시키기 위한 수동 타이머 장치, 수동/자동 선택 스위치부, 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼부등으로 구성된, 분전함 제어기,

   가로등의 점등과 소등제어를 수행하고 외부의 휴대용제어기에 가로등과 주변 장치의 정보를 전달하는 가로등주 제어장치,

   의 4가지(중앙제어장치, 휴대용제어기, 분전함 제어기, 가로등주 제어장치)장치를 포함하는 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기.
2. 제 1항의 분전함 제어기내의 분전함 컨트롤러부는,

   컨트롤부의 현재 동작상태를 보여주는 디스플레이부, 중앙제어장치(서버컴퓨터)와 인터넷망을 이용하여 데이터를 송수신하는 외부통신 모듈부, 가로등주 제어장치와 데이터를 송수신하기 위한 통신 모듈부, 외부통신 모듈부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 외부통신모듈 감시용 마이컴부, 내부 통신 모듈부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 내부통신모듈 감시용 마이컴부, 컨트롤부의 여러가지 제어명령을 담당하는 컨트롤장치 제어명령 마이컴부, 외부통신모듈감시용 마이컴부와 내부통신 감시용 마이컴부, 그리고 컨트롤장치 제어명령 마이컴부의 이상동작이나 동작정지시에, 이를 감지하여 자동으로 리셋하여 장치를 복구하는 자기복구용 마이컴부, CT를 이용하여 전류감지를 수행하고, ZCT를 이용하여 누설전류를 감지하기 위한 센서감지부, 정전을 감지하고 평상시에 밧데리를 충전하고 정전시에 밧데리의 전원을 이용할 수 있도록 하는 충전회로부, 밧데리부, 전원공급을 담당하는 전원장치부, 전원의 노이즈를 차단하는 필터부, 분전함 점멸기의 동작을 제어하는 출력 제어부, 내부의 리더기 모듈이나 외부의 휴대용제어기에 의해서 분전함 장치에 관련된 데이터를 저장할 수 있는 태그모듈부, 태그모듈부의 데이터를 읽어오거나 제어명령 마이컴부의 명령에 의해서 태그모듈부의 메모리에 데이터를 저장할 수 있는 리더기 모듈부로 구성됨을 특징으로하는, 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기.
3. 제 1 항의 가로등주 제어장치는,

   분전함 제어장치와 통신을 담당하는 통신 모듈부, 통신 모듈부의 동작 제어을 담당하는 통신용 마이컴부, 등주제어명령 처리용 마이컴부, 통신용 마이컴부와 등주제어명령 처리용 마이컴부가 이상 동작하거나 동작이 정지될때, 자동으로 이를 감지하여 마이컴부에 리셋 명령을 하달하여 장치를 초기화하는 자기복구 마이컴부, 여 러개의 가로등주에 고유번호(ID)를 부여할 수 있는 고유번호(ID) 설정부, 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 등주제어기가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 상용전압 안전전압용 전원장치부, 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부, 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부, 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압과 안전전압용 전원장치부와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부, 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)의 전원부와, CT와 ZCT를 연결하는 입력부, 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하는 모드와 가로등주 제어장치의 제어명령에 의해 동작하는 모드를 선택하는 모드변환부, 모드변환부의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부, 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부에 전달하는 램프감지부로 구성됨을 특징으로 하는, 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기.

   .
4. 제 1 항의 가로등주 제어장치내의 전원장치는,

   외부의 노이즈를 차단하는 노이즈 필터부, 외부 전원부와 내부 장치의 전기적 절연을 구현하는 절연변압기부, 교류전압을 정류하여 직류전압으로 변환시키기 위한 정류회로부, 정류된 직류전압의 리플성분을 줄이기 위한 1차 평활용 콘덴서 부, 직류전압의 펄스폭을 조절하기 위한 스위칭 소자부, 펄스폭 제어된 직류전원의 리플 성분을 줄이기 위한 2차 평활용 콘덴서부, 스위칭 소자의 동작을 위한 펄스폭 변조 신호 공급부, 스위칭 소자의 오프시에 코일부의 전류를 유지 시켜주는 프리휠 다이오드부, 코일부, 최종단의 직류전압 평활을 위한 3차 평활용 콘덴서부로 구성됨을 특징으로하는, 안전전압에서 동작하는 가로등 제어기.

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